W artykule zaprezentowano numeryczne modelowanie pola geotermicznego w obszarze zlikwidowanej kopalni węgla kamiennego w Nowej Rudzie z zastosowaniem programu symulacyjnego TOUGH2. Badania zostały wykonane dla pola eksploatacji "Piast". W pierwszej fazie opracowano trójwymiarowy model górotworu dla symulacji naturalnych warunków geotermicznych nie zaburzonych robotami górniczymi. Dla określenia stopnia wychłodzenia górotworu w trakcie prowadzonych robót górniczych wykonano dwuwymiarowy model wzdłuż przekroju prostopadłego do rozciągłości eksploatowanych pokładów. Przeprowadzone symulacje wskazały na wielkość zaburzonej termicznie strefy w spągu i stropie wyrobisk. Na podstawie symulacji określono czas odbudowy naturalnych warunków geotermicznych po zakończeniu eksploatacji i całkowitym zatopieniu wyrobisk. Prognozy wskazują, że w warunkach całkowitego wypełnienia wyrobisk wodą w ciągu 10 lat po ich zatopieniu temperatura w zrobach osiągnie poziom 85-95% nie zaburzonej temperatury skał otaczających. Wyniki przeprowadzonych symulacji wskazują na korzystne warunki do podjęcia planowanej w Nowej Rudzie eksploatacji ciepłych wód z wyrobisk górniczych w celu pozyskiwania energii geotermalnej. Temperatura wód w wyrobiskach po okresie stabilizacji (około 2005 roku) osiągnie wartości od 15°C w najpłytszych partiach do ponad 26°C w najgłębszych partiach zrobów.
EN
The numerical models based on the TOUGH2 program have been developed to introduce heat exchange modelling into "Piast" mining field of the flooded coal mine ot Nowa Ruda in south-western Poland. In the Piast mining field the abandoned workings in the Carboniferous Lower Zacler beds contain about 5,000,000 cubic meters of water at a temperature of 16-26°C. The exploitation of this mine water for geothermal heat pumps is planned. The 3-D model of the mining area has been developed for modelIing of natural undisturbed thermal regime. The model of temperature recovery of abandoned workings shows the time required to return to natural thermal conditions in a rock massit that has cooled down during coal mining. The expected time for temperature recovery to 85-95% of natural state formation temperature is approximately 10 years. Water temperature in abandoned workings will reach after the period of thermal stabilisation (ca. 2005 yr.) 15°C in shallow levels and 26°C in deepest levels of the mine. The model of a geothermal doublet producing water at a temperature of 23°C from abandoned workings presents the rate of cooling of the reservoir.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Analizy izotopowe tlenu wykonano w tlenkach (ilmenit, ilmeno-magnetyt, magnetyt), krzemianach (plagioklazy) oraz w próbkach całych skał ofiolitów Ślęży i Nowej Rudy. Badania przeprowadzono, w Pracowni Geologii Izotopowej i Geoekologii, przy zastosowaniu laserowej aparatury próżniowej do preparatyki izotopowej tlenu w mikroobszarze. Temperatury krystalizacji gabr ze Ślęży, wyznaczone w oparciu o skład izotopowy tlenu w ilmenicie, magnetycie i plagioklazach, wykazały wartości wyższe niż te powszechnie przyjmowane. Odpowiedzialny był za to proces albityzacji i saussurytyzacji plagioglazów w czasie metamorfizmu dna morskiego, który spowodował zubożenie tych minerałów w izotop*18O i przesunięcie 18O w kierunku niższych wartości o co najmniej 1,5-2o/oo. Temperatury krystalizacji skał masywu Nowej Rudy, obliczone w oparciu o *18O minerałów rudnych i całej skały, mieszczą się w szerokim przedziale, od 418 do 930oC, i są zgodne z kierunkiem zmiany sekwencji skalnych w strukturze ofiolitu. Temperatura krystalizacji skał noworudzkich malała wraz ze zbliżaniem się ku stropowym partiom ofiolitu. Na obecnym etapie badań genezę mineralizacji rudnej obu masywów należy interpretować w głównej mierze jako pierwotną magmową.Charakter zróżnicowania wartości *18O i )18O w skałach obu badanych zespołów ofiolitowych pozwala sądzić, że zupełnie inne zjawiska towarzyszyły ich tworzeniu się i ewolucji. Stąd, autorzy sugerują, że przy rekonstrukcjach geotektonicznych pojawienie się tych zespołów skalnych w ich obecnej pozycji powinno być rozpatrywane w osobnych kategoriach.
EN
The oxygen isotope analyses of oxide (ilmenite, ilmeno-magnetite, magnetite), silicate (plagioclases) and whole rock samples from Ślęża and Nowa Ruda ophiolites were carried out. The laser fluorination technique for oxygen isotope preparation of silicates and oxides was applied (Laboratory of Isotope Geology and Geoecology). The temperatures of crystallization in the Ślęża gab-bro, derived from oxygen isotope analysis in ilmenite, magnetite and plagioclase show higher values than those generally accepted. The authors believe that the processes of albitization and saussuritization of plagioclase, caused by ocean floor metamorphism resulted in^18 O-depletion of plagioclase (hence shifted the delta^18 Opl by about 1,5-2%o toward lower values). The crystallization temperatures of the Nowa Ruda ophiolite rocks, determined from the delta^18 values of ore minerals and bulk rock, varied from 418 to 930°C. These results are in agreement with the ophiolitic sequence, i.e. the temperature crystallization of the Nowa Ruda rocks decreased toward the ophiolite roof. . Thus, the authors suggest that in any new geotectonic model, the early evolution and emplacement of these ophiolites should be considered in separate terms.